(57)【要約】  本発明は、外部ＥＧＲの実行時に外部ＥＧＲガス量が気筒間で不均一となることを確実に防止するとともに、吸気マニホールド内のデポジットの堆積を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。  本発明の内燃機関の制御装置は、外部ＥＧＲが開始される場合に吸気弁閉じ時期が外部ＥＧＲの開始前よりも遅い時期となるように吸気可変動弁装置を作動させることにより気筒内に吸入された新気の一部を吸気マニホールドの内部に逆流させる新気逆流制御を実行する新気逆流制御手段を備える。新気の逆流により吸気マニホールド内の外部ＥＧＲガスと新気とが攪拌されて混合比が均一となるので、各気筒に流入する外部ＥＧＲガス量を均一化することができる。新気逆流制御では、内部ＥＧＲガス（既燃ガス）ではなく新気が吸気マニホールド内へ逆流する。よって、デポジットが付着堆積することはない。
2011141999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを吸気マニホールドまたはその上流側に還流させる外部ＥＧＲを行うことのできる排気還流通路と、
前記排気還流通路を通って還流する排気ガスの量を制御するＥＧＲ弁と、
前記内燃機関の吸気弁閉じ時期を可変とする機能を少なくとも有する吸気可変動弁装置と、
前記外部ＥＧＲが開始される場合に、吸気弁閉じ時期が、下死点より遅い時期であって前記外部ＥＧＲの開始前よりも遅い時期となるように前記吸気可変動弁装置を作動させることにより、気筒内に吸入された新気の一部を前記吸気マニホールドの内部に逆流させる新気逆流制御を実行する新気逆流制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記吸気マニホールドの上流側に設置されたスロットル弁を備え、
前記新気逆流制御手段は、前記スロットル弁の開度が所定開度より小さい場合には前記新気逆流制御の実行を回避することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記新気逆流制御手段は、前記内燃機関の負荷が所定負荷より低い場合には前記新気逆流制御の実行を回避することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の吸入空気を圧縮する過給機と、
前記過給機による過給圧を調節可能な過給圧調節アクチュエータと、
前記新気逆流制御を実行する場合に、前記新気逆流制御の開始前と比べて過給圧が高くなるように前記過給圧調節アクチュエータの作動を制御する過給圧増大手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気可変動弁装置は、吸気弁開弁期間を可変とする機能を有しており、
前記新気逆流制御手段は、前記新気逆流制御を実行する場合に、前記新気逆流制御の開始前と比べて吸気弁開時期が早くなるように前記吸気可変動弁装置を作動させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路を設け、この排気還流通路を通して排気ガスを吸気側に還流させる、排気ガス再還流（外部ＥＧＲ）を行う技術が広く用いられている。外部ＥＧＲによって還流する排気ガス（以下、「外部ＥＧＲガス」と称する）の量に気筒間でばらつきがあると、外部ＥＧＲガスが過多となる気筒が生じ、その気筒で失火、トルクの低下、スモークの生成などの悪影響が出易い。これらの悪影響を抑えようとすると、全体としての外部ＥＧＲ量を十分に多くすることができず、外部ＥＧＲの効果（例えばＮＯｘの低減）を十分に享受することができない。【０００３】
日本特開２００９−２４５６０号公報には、外部ＥＧＲを行う際に、可変動弁機構によって排気弁を早閉じする装置が開示されている。すなわち、この装置では、上死点より前で吸気弁が開くタイミングと同じタイミングか、またはそれよりも早いタイミングで排気弁を閉じるようにする。これにより、多量の既燃ガスが筒内に残留するとともに、吸気弁が開いたときにその既燃ガスが筒内から吸気通路に吹き返す（逆流する）。この吹き返した既燃ガスの勢いにより、吸気通路内で吸入空気と外部ＥＧＲガスとを十分に混合させることを企図している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本特開２００９−２４５６０号公報
【特許文献２】日本特開平１１−３６９４９号公報
【特許文献３】日本特開平１１−３６９９３号公報
【特許文献４】日本特開２００９−４１４８８号公報
【特許文献５】日本特開２００５−２９９４７３号公報
【特許文献６】日本特開２００５−３６６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術では、筒内に残留した既燃ガス（すなわち内部ＥＧＲガス）が吸気マニホールドの内部に吹き返すことになるので、既燃ガスに含まれる成分が吸気マニホールドの内壁に次第に付着し、デポジットが堆積し易いという問題がある。また、排気弁閉じ時期を早くするので、掃気効率が低下し、燃費が悪化するという問題もある。【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、外部ＥＧＲの実行時に外部ＥＧＲガス量が気筒間で不均一となることを確実に防止するとともに、吸気マニホールド内のデポジットの堆積を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
内燃機関の排気ガスを吸気マニホールドまたはその上流側に還流させる外部ＥＧＲを行うことのできる排気還流通路と、
前記排気還流通路を通って還流する排気ガスの量を制御するＥＧＲ弁と、
前記内燃機関の吸気弁閉じ時期を可変とする機能を少なくとも有する吸気可変動弁装置と、
前記外部ＥＧＲが開始される場合に、吸気弁閉じ時期が、下死点より遅い時期であって前記外部ＥＧＲの開始前よりも遅い時期となるように前記吸気可変動弁装置を作動させることにより、気筒内に吸入された新気の一部を前記吸気マニホールドの内部に逆流させる新気逆流制御を実行する新気逆流制御手段と、
を備えることを特徴とする。【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記吸気マニホールドの上流側に設置されたスロットル弁を備え、
前記新気逆流制御手段は、前記スロットル弁の開度が所定開度より小さい場合には前記新気逆流制御の実行を回避することを特徴とする。【０００９】
また、第３の発明は、第１の発明において、
前記新気逆流制御手段は、前記内燃機関の負荷が所定負荷より低い場合には前記新気逆流制御の実行を回避することを特徴とする。【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記内燃機関の吸入空気を圧縮する過給機と、
前記過給機による過給圧を調節可能な過給圧調節アクチュエータと、
前記新気逆流制御を実行する場合に、前記新気逆流制御の開始前と比べて過給圧が高くなるように前記過給圧調節アクチュエータの作動を制御する過給圧増大手段と、
を備えることを特徴とする。【００１１】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記吸気可変動弁装置は、吸気弁開弁期間を可変とする機能を有しており、
前記新気逆流制御手段は、前記新気逆流制御を実行する場合に、前記新気逆流制御の開始前と比べて吸気弁開時期が早くなるように前記吸気可変動弁装置を作動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、外部ＥＧＲが開始される場合に、外部ＥＧＲの開始前よりも吸気弁閉じ時期を遅い時期にすることにより、気筒内に吸入された新気の一部を吸気マニホールドの内部に逆流させる新気逆流制御を実行する。この新気の逆流により、吸気マニホールド内の外部ＥＧＲガスと新気とが攪拌されて十分に混合する。このため、吸気マニホールドの内部で外部ＥＧＲガスと新気との混合比が均一となるので、各気筒に流入する外部ＥＧＲガス量を均一化することができる。その結果、特定の気筒で外部ＥＧＲガス量が過多となることを防止することができる。よって、外部ＥＧＲガス量の過多による失火、トルクの低下、スモークの生成などの悪影響を確実に抑制することができる。このような新気逆流制御においては、筒内の新気が吸気マニホールド内へ逆流する。このため、吸気マニホールドの内面にデポジットが付着堆積することを確実に抑制することができる。また、第１の発明によれば、排気弁閉じ時期を早くする必要はないので、掃気効率の低下を招来することはない。このため、燃費の悪化を回避することができる。【００１３】
第２の発明によれば、吸気マニホールドの上流側に設置されたスロットル弁の開度が小さい場合には新気逆流制御の実行を回避する。スロットル弁の開度が小さいときは、新気の流れがスロットル弁によって絞られることにより、新気の流速が速くなる。この流速の増加により、外部ＥＧＲガスとの混合が促進されるので、各気筒の外部ＥＧＲガス量のばらつきが小さくなる傾向にあるので、新気逆流制御を実行する必要性は低い。そこで、スロットル弁の開度が小さいときには、新気逆流制御を回避し、吸気弁閉じ時期の遅延を実行しないことにより、筒内の新気量の低下を防止することができる。【００１４】
第３の発明によれば、新気逆流制御手段は、エンジン負荷が低い場合には新気逆流制御の実行を回避する。エンジン負荷が低い場合には、スロットル弁の開度が小さいので、新気の流れがスロットル弁によって絞られることにより、新気の流速が速くなる。この流速の増加により、外部ＥＧＲガスとの混合が促進されるので、各気筒の外部ＥＧＲガス量のばらつきが小さくなる傾向にあるので、新気逆流制御を実行する必要性が低い。そこで、エンジン負荷が低いときには、新気逆流制御を回避し、吸気弁閉じ時期の遅延を実行しないことにより、筒内の新気量の低下を防止することができる。【００１５】
第４の発明によれば、新気逆流制御を実行する場合に、新気逆流制御の開始前と比べて過給圧が高くなるように過給圧調節アクチュエータの作動を制御することにより、吸気弁閉じ時期の遅延に伴う筒内新気量の低下を抑制することができる。【００１６】
第５の発明によれば、新気逆流制御を実行する場合に、新気逆流制御の開始前と比べて吸気弁開時期を早くすることにより、吸気弁開弁期間がより長くなるので、吸気弁閉じ時期の遅延に伴う筒内新気量の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すディーゼルエンジンの一つの気筒の断面を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１における新気逆流制御を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】新気逆流制御実行時に吸気弁開き時期を早くする制御を実行した場合の吸気弁のバルブタイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、ディーゼルエンジン（圧縮着火式内燃機関）１０を備えている。ディーゼルエンジン１０は、車両等に搭載され、その動力源とされる。図１に示すディーゼルエンジン１０は、直列４気筒型であるが、気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではなく、直列３気筒、直列６気筒、Ｖ型６気筒、Ｖ型８気筒などのエンジンにも本発明を適用可能である。
【００２０】
ディーゼルエンジン１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射する燃料インジェクタ１２が設置されている。各気筒の燃料インジェクタ１２は、コモンレール１４に接続されている。図示しない燃料タンク内の燃料は、サプライポンプ１６によって所定の燃圧まで加圧されて、コモンレール１４内に蓄えられ、コモンレール１４から各燃料インジェクタ１２に供給される。
【００２１】
ディーゼルエンジン１０の各気筒から排出される排気ガスは、排気マニホールド２０により集合されて排気通路１８に流入する。本実施形態のディーゼルエンジン１０は、排気ガスのエネルギーによって過給を行うターボチャージャ２４を備えている。ターボチャージャ２４は、タービン２４ａと、コンプレッサ２４ｂとを有している。タービン２４ａは、排気通路１８の途中に配置されており、コンプレッサ２４ｂは、吸気通路２８の途中に配置されている。タービン２４ａの下流側の排気通路１８には、排気浄化触媒２６が設置されている。
【００２２】
本実施形態のターボチャージャ２４は、タービン２４ａの入口面積を可変とする可変ノズル２４ｃを更に備えている。この可変ノズル２４ｃは、アクチュエータ２２に駆動されることで開閉する。可変ノズル２４ｃの開度を小さくするほど、タービン２４ａに流入する排気ガスの流速が速くなる。よって、可変ノズル２４ｃの開度を小さくすることにより、ターボチャージャ２４の回転数が上昇するので、ターボチャージャ２４による過給圧を上昇させることができる。
【００２３】
ディーゼルエンジン１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボチャージャ２４のコンプレッサ２４ｂで圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４を通って、各気筒内に流入する。
【００２４】
吸気通路２８の、インタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、スロットル弁３６が設置されている。スロットル弁３６は、その開度がモータによって調整される電子制御式スロットル弁で構成されている。また、吸気通路２８の、エアクリーナ３０の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３８が設置されている。
【００２５】
ディーゼルエンジン１０は、排気ガスの一部を吸気側に還流させる外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うための外部ＥＧＲ装置を備えている。本実施形態の外部ＥＧＲ装置は、排気還流通路（以下、「ＥＧＲ通路」と称する）４０と、ＥＧＲ通路４０の途中に設置されたＥＧＲクーラ４２と、ＥＧＲクーラ４２の下流側に設置されたＥＧＲ弁４４とを有している。図示の構成では、ＥＧＲ通路４０の上流端は、排気マニホールド２０に接続されているが、排気通路１８に接続されていてもよい。また、ＥＧＲ通路４０の下流端は、吸気マニホールド３４とスロットル弁３６との間の吸気通路２８に接続されているが、吸気マニホールド３４自体に接続されていてもよい。ＥＧＲ通路４０を介して吸気側に還流する排気ガスを以下「外部ＥＧＲガス」と称する。
【００２６】
本実施形態のシステムは、車両の運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０とを更に備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを駆動させることにより、ディーゼルエンジン１０の運転状態を制御する。
【００２７】
図２は、図１に示すディーゼルエンジン１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼルエンジン１０について更に説明する。図２に示すように、各気筒には、吸気弁５２、排気弁５６、ピストン６４が設けられている。ディーゼルエンジン１０のクランク軸６０の近傍には、クランク軸６０の回転角度（クランク角）を検出するクランク角センサ６２が取り付けられている。このクランク角センサ６２は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。
【００２８】
ディーゼルエンジン１０は、吸気弁５２の閉じ時期（以下、「吸気弁閉じ時期」と称する）を連続的または段階的に可変とする機能を有する吸気可変動弁装置５４を更に備えている。吸気可変動弁装置５４は、吸気弁５２の開き時期（以下、「吸気弁開き時期」と称する）を連続的または段階的に可変とする機能を更に有していてもよい。吸気可変動弁装置５４の作動は、ＥＣＵ５０により制御される。
【００２９】
吸気可変動弁装置５４の具体的構成は特に限定されないが、例えば次の何れかの機構、またはそれらの組み合わせを用いることができる。
（１）吸気弁５２を駆動するカムを、プロフィールの異なる複数のカムに切り換え可能とする機構。
（２）吸気弁５２を駆動するカムシャフトの位相を変化させることにより、吸気弁５２の作用角（開弁期間）を一定としたままで開き時期および閉じ時期を連続的に進角あるいは遅角することができる位相可変機構。
（３）吸気弁５２とカムシャフトとの間に揺動カムなどを介在させることにより、吸気弁５２の作用角（開弁期間）を連続的に可変とする作用角可変機構。
（４）カムシャフトを電気モータによって回転駆動することにより、吸気弁５２を任意の時期に開閉可能な機構。
（５）任意の時期に開閉可能な電磁駆動弁で吸気弁５２を構成する機構。
【００３０】
なお、排気弁５６を駆動する排気動弁装置５８は、排気弁５６のバルブタイミングが固定された固定型のものでもよいし、排気弁５６のバルブタイミングが可変な可変動弁装置であってもよい。排気弁５６のバルブタイミングが固定である場合、排気弁５６の閉じ時期は、筒内に残留する排気ガス（内部ＥＧＲガス）の量が少なくなるような時期（上死点より後）に設定されていることが望ましい。
【００３１】
ＥＣＵ５０は、ディーゼルエンジン１０のエンジン回転数およびエンジン負荷が所定範囲にある場合に、ＥＧＲ弁４４を開き、外部ＥＧＲを実行する。外部ＥＧＲを実行することにより、燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの排出量を低減することができる。ＥＣＵ５０には、エンジン回転数およびエンジン負荷の範囲と、適切な外部ＥＧＲ量との関係を定めたマップが予め記憶されている。ＥＣＵ５０は、そのマップに従って、外部ＥＧＲの実行および停止を制御するとともに外部ＥＧＲを実行する場合にはＥＧＲ弁４４の開度を制御することによって外部ＥＧＲ量を制御する。
【００３２】
ＮＯｘを低減するためには、外部ＥＧＲ量が多いことが望ましい。しかしながら、外部ＥＧＲガスが多過ぎると、失火、トルクの低下、スモークの生成などの悪影響が生ずる。これらの悪影響を抑止しつつ、ＮＯｘを十分に低減させるためには、各気筒に流入する外部ＥＧＲガスの量のばらつきをなくし、外部ＥＧＲガス量が過多となる気筒がないようにすることが理想である。そのためには、吸気マニホールド３４内で新気と外部ＥＧＲガスとが十分に混合される必要がある。しかしながら、ＥＧＲ通路４０は吸気マニホールド３４のすぐ近くに接続されているため、ＥＧＲ通路４０から吸気マニホールド３４内に流入した外部ＥＧＲガスが新気と十分に混合されないまま各気筒に流入することが考えられる。そのような場合、気筒間の外部ＥＧＲガスの量のばらつきが大きくなり、外部ＥＧＲガス量が過多となった気筒で失火、トルクの低下、スモークの生成などの悪影響が生ずる。特に、外部ＥＧＲの開始直後は、外部ＥＧＲ量が目標値をオーバーシュートし易いので、気筒間の外部ＥＧＲガスの量のばらつきも大きくなり易く、外部ＥＧＲガス量が過多となった気筒でのトルク低下に起因するトルク段差が発生し易い。
【００３３】
本実施形態では、上記のような悪影響を確実に回避するため、以下に説明する新気逆流制御を実行することにより、各気筒の外部ＥＧＲガス量を均一化することとした。図３は、本実施形態における新気逆流制御を説明するための図である。新気逆流制御は、外部ＥＧＲを開始する前と、外部ＥＧＲを開始した後とで、吸気弁閉じ時期（ＩＶＣ）を変更する制御である。図３中の上段の図は、外部ＥＧＲ開始前における吸気弁５２のバルブタイミングを示している。外部ＥＧＲ開始前においては、吸気弁閉じ時期は、下死点（ＢＣＤ）の少し後とされている。このため、圧縮行程に入ってピストン６４が下死点から上昇し始めた直後に、吸気弁５２が閉じる。よって、筒内に一旦吸入された新気が吸気弁５２から吸気マニホールド３４へ逆流することはほとんどない。
【００３４】
図３中の下段の図は、外部ＥＧＲ開始後における吸気弁５２のバルブタイミング、つまり新気逆流制御の実行時のバルブタイミングを示している。外部ＥＧＲが開始されると、吸気弁閉じ時期は、外部ＥＧＲ開始前よりも遅い時期に変更される。その結果、圧縮行程に入り、ピストン６４が下死点から上昇し始めた後も吸気弁５２が開いている。このため、筒内に一旦吸入された新気は、ピストン６４に押され、吸気弁５２を通って吸気マニホールド３４内へ逆流する（吹き返す）。このようにして筒内の新気の一部が吸気マニホールド３４内へ逆流する勢いによって、吸気マニホールド３４内の外部ＥＧＲガスと新気とが攪拌されて十分に混合する。このため、吸気マニホールド３４の内部で外部ＥＧＲガスと新気との混合比が均一となるので、各気筒に流入する外部ＥＧＲガス量を均一化することができる。その結果、特定の気筒で外部ＥＧＲガス量が過多となることを防止することができ、失火、トルクの低下、スモークの生成などの悪影響を確実に抑制することができる。また、外部ＥＧＲガス量の気筒間ばらつきが抑制されるので、悪影響の出ない範囲で、可能な限り多くの外部ＥＧＲガスを各気筒に導入することができる。このため、全体としての外部ＥＧＲ量を多くすることができ、ＮＯｘを十分に低減することができる。
【００３５】
新気逆流制御において、筒内から吸気マニホールド３４内へ逆流するのは、主として、燃焼成分を含まない新気（空気）である。このため、吸気マニホールド３４の内面にデポジットが付着堆積することを確実に抑制することができる。また、新気逆流制御によれば、排気弁閉じ時期を早くする必要はないので、掃気効率の低下を招来することはない。このため、燃費の悪化を回避することができる。
【００３６】
なお、排気弁５６のバルブタイミングが可変である構成の場合には、新気逆流制御の実行時には、吸気マニホールド３４内面へのデポジットの堆積をより確実に抑制するため、排気弁５６の閉じ時期を、内部ＥＧＲガス量が少なくなるような時期（上死点より後）とするように制御することが望ましい。
【００３７】
新気逆流制御によって吸気弁閉じ時期を遅らせると、筒内に一旦吸入された新気の一部が吸気マニホールド３４へ戻るので、通常の吸気弁閉じ時期の場合と比べ、筒内の新気量が低下する。この筒内新気量の低下を抑制するため、本実施形態では、新気逆流制御の実行時には、ターボチャージャ２４の可変ノズル２４ｃを閉じ方向に制御することとした。可変ノズル２４ｃを閉じ方向に制御することにより、過給圧が上昇するので、筒内新気量の低下を回避することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、スロットル弁３６の開度が小さい場合（エンジン負荷が低い場合）には、新気逆流制御を実行しないこととした。スロットル弁３６の開度が小さいときは、吸気通路２８を通る新気の流れがスロットル弁３６によって絞られることにより、新気の流速が速くなる。この流速の増加により、ＥＧＲ通路４０から流入する外部ＥＧＲガスとの混合が促進される。このため、各気筒の外部ＥＧＲガス量のばらつきが小さくなる傾向にあるので、新気逆流制御を実行する必要性は低い。そこで、スロットル弁３６の開度が小さいときは、新気逆流制御を回避し、吸気弁閉じ時期の遅延を実行しないことにより、筒内の新気量の低下を防止することとした。
【００３９】
図４は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンによれば、まず、外部ＥＧＲが停止された状態（外部ＥＧＲオフ状態）から外部ＥＧＲが実行される状態（外部ＥＧＲオン状態）へ移行したかどうか、すなわち外部ＥＧＲが開始されたかどうかが判断される（ステップ１００）。この判断は、ＥＧＲ弁４４が閉弁状態から開弁状態へ移行したかどうかに基づいて行うことができる。また、ＥＧＲ弁４４が開いてから外部ＥＧＲガスが吸気マニホールド３４に流入するまでに遅れがある場合には、ＥＧＲ弁４４の開弁タイミングに対し、その遅れの分だけ後の時点を外部ＥＧＲの開始時点と判断してもよい。
【００４０】
上記ステップ１００で、外部ＥＧＲが開始されていないと判断された場合には、本ルーチンの以下の処理を行う必要はないので、本ルーチンの処理がここで終了される。一方、上記ステップ１００で、外部ＥＧＲが開始されたと判断された場合には、次に、スロットル弁３６の開度が所定開度より小さいかどうかが判断される（ステップ１０２）。この所定開度は、スロットル弁３６通過後の新気の流速が十分に速くなり、外部ＥＧＲガスと新気との混合が促進される程度に小さい開度であるかどうかの基準として予め定められた開度である。上記ステップ１０２で、スロットル弁３６の開度が上記所定開度より小さいと判断された場合には、スロットル弁３６通過後の新気の流速が十分に速くなり、外部ＥＧＲガスと新気との混合が促進されるため、新気逆流制御が不要であると判断できる。このため、この場合には、本ルーチンの処理がそのまま終了され、新気逆流制御の実行が回避される。
【００４１】
一方、上記ステップ１０２で、スロットル弁３６の開度が上記所定開度以上であると判断された場合には、新気逆流制御が必要であると判断できるので、新気逆流制御が実行される。すなわち、吸気弁閉じ時期が外部ＥＧＲの開始前よりも遅くなるように、吸気可変動弁装置５４が制御される（ステップ１０６）。このステップ１０６では、スロットル弁３６の開度が大きい場合ほど吸気弁閉じ時期が遅くなるように制御してもよい。
【００４２】
上記ステップ１０６により新気逆流制御が開始された場合には、次に、ターボチャージャ２４の可変ノズル２４ｃの開度が、新気逆流制御の開始前よりも閉じ方向となるように制御される（ステップ１０６）。これにより、ターボチャージャ２４の回転数が上昇し、過給圧が上昇する。このため、吸気弁閉じ時期が遅延されたことによる筒内新気量の低下を抑制することができる。
【００４３】
本実施形態では、上記ステップ１０２において、新気逆流制御が必要であるかどうかをスロットル弁３６の開度に基づいて判断しているが、本発明では、エンジン負荷に基づいて新気逆流制御が必要であるかどうかを判断してもよい。新気逆流制御が不要となるスロットル弁３６の開度の小さい領域は、低負荷領域に対応している。新気逆流制御が必要となるスロットル弁３６の開度の大きい領域は、中高負荷領域に対応している。このため、エンジン負荷が、低負荷領域と中高負荷領域との何れの側にあるかによって、新気逆流制御が必要であるかどうかを判断してもよい。
【００４４】
また、本発明では、新気逆流制御実行時の筒内新気量の低下を抑制する方法は、本実施形態のようにターボチャージャ２４の可変ノズル２４ｃを閉じ方向に制御する方法に限定されるものではない。例えば、ターボチャージャの回転を補助する電動機が過給圧調節アクチュエータとして備えられている場合には、新気逆流制御実行時にその電動機を駆動してターボチャージャの回転数を上昇させて過給圧を上昇させることによって、筒内新気量の低下を抑制するようにしてもよい。
【００４５】
また、吸気可変動弁装置５４が吸気弁開き時期を可変とする機能を有している場合には、新気逆流制御実行時に吸気弁開き時期を新気逆流制御開始前より早くなるように制御することによって、筒内新気量の低下を抑制することもできる。図５は、新気逆流制御実行時に吸気弁開き時期を早くする制御を実行した場合の吸気弁５２のバルブタイミングを示す図である。図５に示すように、新気逆流制御実行時に吸気弁開き時期を早くし、吸気弁５２の開弁期間をより長くすることにより、新気が筒内に入り易くなる。このため、新気逆流制御による筒内新気量の低下を抑制することができる。このように、新気逆流制御の実行時に図５に示すようにして吸気弁開き時期を早くする制御を併せて実行した場合には、上記ステップ１０６の可変ノズル２４ｃを閉じる制御のような過給圧を上昇させる制御を省略してもよい。
【００４６】
上述した実施の形態１においては、可変ノズル２４ｃが前記第４の発明における「過給圧調節アクチュエータ」に相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１００，１０２および１０４の処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「新気逆流制御手段」が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより前記第４の発明における「過給圧増大手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【００４７】
１０            ディーゼルエンジン
１２            燃料インジェクタ
１８            排気通路
２０            排気マニホールド
２４            ターボチャージャ
２８            吸気通路
３４            吸気マニホールド
３６            スロットル弁
４０            ＥＧＲ通路
４４            ＥＧＲ弁
５２            吸気弁
５４            吸気可変動弁装置
５６            排気弁
【図１】
2011141999.tif 000003
【図２】
2011141999.tif 000004
【図３】
2011141999.tif 000005
【図４】
2011141999.tif 000006
【図５】
2011141999.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月2日(2012.3.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを吸気マニホールドまたはその上流側に還流させる外部ＥＧＲを行うことのできる排気還流通路と、
前記排気還流通路を通って還流する排気ガスの量を制御するＥＧＲ弁と、
前記内燃機関の吸気弁閉じ時期を可変とする機能を少なくとも有する吸気可変動弁装置と、
前記外部ＥＧＲが開始される場合に、前記外部ＥＧＲの開始後の吸気弁閉じ時期が下死点より遅く且つ前記外部ＥＧＲの開始前の吸気弁閉じ時期と比べて遅くなるように吸気弁閉じ時期を変更することにより、気筒内に吸入された新気の一部を前記吸気マニホールドの内部に逆流させる新気逆流制御を実行する新気逆流制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記吸気マニホールドの上流側に設置されたスロットル弁を備え、
前記新気逆流制御手段は、前記スロットル弁の開度が所定開度より小さい場合には前記新気逆流制御の実行を回避することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記新気逆流制御手段は、前記内燃機関の負荷が所定負荷より低い場合には前記新気逆流制御の実行を回避することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の吸入空気を圧縮する過給機と、
前記過給機による過給圧を調節可能な過給圧調節アクチュエータと、
前記新気逆流制御を実行する場合に、前記新気逆流制御の開始前と比べて過給圧が高くなるように前記過給圧調節アクチュエータの作動を制御する過給圧増大手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気可変動弁装置は、吸気弁開弁期間を可変とする機能を有しており、
前記新気逆流制御手段は、前記新気逆流制御を実行する場合に、前記新気逆流制御の開始前と比べて吸気弁開時期が早くなるように前記吸気可変動弁装置を作動させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【国際調査報告】
2011141999.tif 000008
2011141999.tif 000009